合肥定制壓電陶瓷換能器規(guī)格
發(fā)布時間：2024-01-22 01:18:49
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壓電陶瓷對我們來說已經(jīng)很熟悉了，它是一種能夠將機械能和電能互相轉換的信息功能陶瓷材料，除具有壓電性外， 還具有介電性、彈性等， 已被廣泛應用于醫(yī)學成像、聲傳感器、聲換能器、超聲馬達等。壓電陶瓷除具有壓電效應外，還有熱釋電效應、光彈、光電效應。這方面應用器件有：光調制器、光閥、電光顯示、光信息儲存、映象儲存和顯示、電控多色濾波器。透明鐵電壓電陶瓷（PLZT）是一種很有價值的新型電子材料，開辟了壓電陶瓷材料在電光應用上的發(fā)展，其具有易于加工成各種不同尺寸和形狀的制品，控制組成性質可變范圍寬，成本低等特點。
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換能器的接收電壓靈敏度，又稱自由場電壓靈敏度。這里所謂的自由場是指均勻各向同性媒質中可以忽略邊界影響時的聲場。有效聲中心是指在發(fā)生器上或附近的一點，從遠處觀察時似乎聲波是從該點發(fā)出的球面發(fā)散聲波，即聲源直徑很小以至可以近似地把它看作點聲源。在給出換能器自由場電壓靈敏度時，一般還應同時指明參考點，指定方向和輸出端。若是接收換能器輸出端阻抗無限大時，則此時的接收電壓靈敏度就稱為開路靈敏度（或稱開路響應）。
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壓電陶瓷按照組元分類：1. 單元系壓電陶瓷材料：鈦酸鋇陶瓷、鈦酸鉛陶瓷；2. 二元系壓電陶瓷材料：鋯鈦酸鉛陶瓷通常簡稱為PZT陶瓷，這種壓電陶瓷目前受到廣泛應用；3. 三元系壓電陶瓷材料，通常是在具有鈣鈦礦性結構的鋯鈦酸鉛{PbZrO3-PbTiO3}中二元系再增加第三種{化學通式為ABO3型}化合物而形成的三元系固溶體。所增加的第三種成分，它們的共同特點是在摻入PbZrO3-PbTiO3之中形成固溶體后不改變整個晶格的鈣鈦礦型結構。4. 多元系壓電陶瓷材料。按照特定應用情況分類：用于電力轉換器的材料（超聲波應用）；用于傳感器的材料（超聲波發(fā)射器和接收器）；用于啟動器的材料（定位或注射系統(tǒng)）；用于特殊應用的材料。
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水聲換能器的容性負載，會產(chǎn)生很大的無功功率，因此需要設計匹配電路，匹配包括調諧和阻抗匹配。是利用晶體（石英或酒石酸鉀鈉）壓電陶瓷（鈦酸鋇和鋯鈦酸鉛等）的壓電效應或鐵鎳合金的磁致伸縮效應來進行工作的。所謂壓電效應，就是把晶體按一定方向切成薄片，并在晶體薄片上施加壓力，在它的兩端面上會分別產(chǎn)生正電荷和負電荷。反之在晶體薄片上施加拉伸力時，的兩個端面上就會產(chǎn)生與加壓力時相反的電荷。聲納發(fā)射超聲波時就把超聲波振蕩電壓加在晶體薄片的兩個端面上。于是晶體的厚度就會隨著超聲波振蕩電壓而變化，產(chǎn)生超聲波震動。晶體震動推動周圍的水就產(chǎn)生的超聲波的輻射。
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聲波測井換能器是將聲信號轉換成機械振動后再轉換成電信號。測井工程中，測井儀器的壓電陶瓷隨儀器下到井下1500-6000米深的井下，井下的溫度100-230度左右，大氣壓力30-130MP有些井下還伴有硫化氫等復雜氣體，而傳統(tǒng)的聲波測井換能器為銀電極并且電極涂在壓電陶瓷的表面，如YTG系列的8條12條切向極化聲波測井換能器，是由圓管形壓電陶瓷元件經(jīng)涂銀后切向極化后制成，換能器的陶瓷體硬度高約1000HV，銀電極的硬度低約70HV，他們的硬度差距懸殊，兩者之間的膨脹系數(shù)不同，銀電極在ΙΟ-ΙΟΟΚΗζ振動狀態(tài)下承受壓力和溫度以及復雜環(huán)境的影響下，銀層會嚴重脫落，造成測井結果不準確，嚴重影響測井工程質量。
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1、自發(fā)極化。120℃以下，BaTiO3晶體結構稍有畸變，為四方結構，Ba2+和Ti4+相對于O2-產(chǎn)生了一個位移，結果導致正負電荷中心不重合，產(chǎn)生了極化。鐵電晶體中存在著自發(fā)極化方向不同的小區(qū)域，那些自發(fā)極化方向相同的區(qū)域稱為電疇。對于自發(fā)極化而言，從宏觀統(tǒng)計來看，晶體中存在著各個方向的自發(fā)極化，它們相互抵消，宏觀上對外不呈現(xiàn)極性。2、人工極化就是在上加一足夠高的直流電場，并保持一定的溫度和時間，迫使其電疇轉向，或者說迫使其自發(fā)極化作定向排列。陶瓷中電疇在極化處理前后的變化情況。3、鐵電陶瓷，某些材料在一定溫度范圍內具有自發(fā)極化。而且其自發(fā)極化可以因外電場的作用而轉向，材料的這種特性稱為鐵電性。具有這種特性的陶瓷材料稱為鐵電陶瓷。